About collections in Java in Ukrainian

1. Колекції – базові
можливості

2. Загальне поняття про
колекції та відображення
 Пакет java.util.
 Засоби для операцій з високорівневими
структурами даних.
 Власне колекції та відображення.
 Порівняно з першою версією – суттєві зміни.
Зокрема, параметризовані колекції.
 Як загальний принцип, перевагу слід віддавати
типізованим колекціям, якщо немає вагомих
причин діяти іншим чином.

3. Основні інструментальні
засоби
 На вершині іерархії – інтерфейси
Collection та Map.
 Клас Collections – важлиіві сервісні
утиліти (пошук, сортування та ін).
 Інтерфейси Iterable та Iterator для
перегляду колекцій.
 Конкретні колекції.

4. Конкретні колекції
 ArrayList – динамічний масив
 LinkedList – зв'язаний список
 HashSet – неупорядкована множина з
неповторюваними значеннями;
 TreeSet – сортований набір даних з
неповторюваними значеннями;
 HashMap – набір пар «ключ-значення»;
 TreeMap – набір пар «ключ-значення»,
відсортований за ключем
 ...

5. Створення простої колекції
List <Integer> al = new ArrayList<Integer>();
al.add(2);
al.add(5);
al.add(3);
al.add(1,6);
al.remove(2);
for (int i:al) {
System.out.println(i);
}

6. З Java 7 – diamond-оператор
 List <Integer> al = new
ArrayList<>();

7. Чи можна видалити елемент
за значенням
ArrayList <Integer> al = new ArrayList<Integer>();
al.add(5);
al.add(4);
al.add(3);
al.add(2);
al.add(1);
al.remove(4);
for (int ekz : al) {System.out.print(ekz+" "); }
System.out.println("");
//Відповідь: 5 4 3 2

8. Аналогічні операції зі
зв'язаним списком
List <Integer> al = new LinkedList<Integer>();
al.add(2);
al.add(5);
al.add(3);
al.add(1,6);
al.remove(2);
for (int i:al) {
System.out.println(i);
}

9. Вибір між ArrayList та
LinkedList
 Є деякі відмінності в функціональності,
але основне – міркування ефективності.
 В основі внутрішньої реалізації
ArrayList лежить масив, а LinkedList –
зв'язаний список. Тому ArrayList краще
підходить для швидкого доступу до
елемента за його номером, а LinkedList
– для операцій вставки та видалення.

10. Невелике порівняння
List<String> list = new LinkedList<String>();
for (int i = 0; i<100000L;i++) {
list.add("aaaaa");
}
long beginMark = System.nanoTime();
list.set(50000,"zzzz");
long endMark = System.nanoTime();
double elapsedTime = (endMark -
beginMark)/1000.;
System.out.printf("Elapsed time is%9.2f mksn",
elapsedTime);

11. Вилучення з середини
 Потрібно вилучити середній елемент
великої послідовності. Для якого
набору це відбудеться швидше: для
ArrayList чи для LinkedList?

12. LinkedList – двозв’язний
список
 Є методи для додавання елементів на
початок і кінець списку – відповідно для
вилучення.
 ListIterator забезпечує прохід не
тільки в прямому порядку, але і в
зворотному.
 LinkedList реалізує не тільки List, але й
Deque, який, в свою чергу, спадкує від
Queue.

13. Приклад
LinkedList <Integer> coll = new LinkedList<>();
coll.addFirst(10);
coll.addFirst(20);
coll.addLast(50);
System.out.println("Reverse order:");
ListIterator <Integer> li =
coll.listIterator(coll.size());
while (li.hasPrevious()) {
System.out.println(li.previous());
}

14. Операції з множинами
SortedSet <Integer> ts = new
TreeSet<Integer>();
ts.add(10);
ts.add(5);
ts.add(50);
ts.add(10);
ts.add(7);
ts.add(5);

15. Альтернатива для TreeSet
 Порядок сортування можна задати за
допомогою компаратора

16. Приклад – сортування рядків
за довжиною
TreeSet <String> ts =
new TreeSet<String>(
new Comparator <String>(){
@Override
public int compare(String s1, String s2) {
return s1.length() - s2.length();
}
}
);

17. Приклад HashSet
HashSet <String> hs = new
HashSet<String>();
hs.add("1");
hs.add("2");
hs.add("3");
hs.add("4");
System.out.println(hs); //3 2 1 4

18. Поняття про хешування
 Хеш-таблиця - засіб для ефективного пошуку
елементів.
 Хеш-код – це ціле число, яке може бути
обчислене для екземпляру класу (функція
hashCode).
 Групи та колізії хеш-таблиці.Початкову
кількість груп може бути встановлена в
конструкторі. У випадку заповнення –
повторне хешування, кількість груп
збільшується.
 Набір виходить неупорядкований.

19. Основні операції з відображеннями
HashMap <String,Integer> hm = new HashMap <String,Integer> ();
hm.put("beer", 10);
hm.put("brandy",100);
hm.put("whiskie", 200);
System.out.println(hm.get("brandy"));
hm.put("brandy",50);
System.out.println(hm.get("brandy"));
// Два способи вивести карту
System.out.println(hm);
for (Map.Entry<String,Integer> m:hm.entrySet()) {
System.out.println(m.getKey()+" - "+m.getValue());
}

20. TreeMap
 Карта, відсортована за ключами.

21. Черги
 Інтерфейс Queue (LinkedList реалізує
цей інтерфейс).
 Не сортуються!
 Ряд методів для додавання та
вилучення: add/offer, remove/poll,
element/peek (без вилучення
елемента). Перші методи пар можуть
викидати виключення; другі – ні.

22. Приклад
Queue q = new LinkedList();
q.add(10);
q.add(20);
q.add(30);
q.remove();
System.out.println(q); //20 30
// Collections.sort(q); - це не
компілюється

23. Різниця між poll та remove
Queue <Integer> q = new LinkedList
<Integer>();
q.add(10);
q.remove();
//q.remove(); NoSuchElementException
if (q.poll()==null)
System.out.println("No elements");
else System.out.println("Was not
empty");

24. Черги з пріорітетами
 Дозволяють отримати найменший
елемент, хоча сама черга
залишається невідсортованою.

25. Приклад
PriorityQueue <Integer> pq = new
PriorityQueue <Integer> ();
pq.add(25);
pq.add(15);
pq.add(20);
pq.add(18);
System.out.println(pq.peek()); //15

26. Поняття про NavigableSet
 Розширює SortedSet, і відповідно – це
відсортована множина.
 Забезпечує певні можливості пошуку
елементів.

27. Приклад NavigableSet
NavigableSet <Integer> ns = new
TreeSet<Integer>();
ns.add(10);
ns.add(5);
ns.add(50);
ns.add(10);
ns.add(7);
ns.add(5);
System.out.println(ns); //5 7 10 50
System.out.println(ns.higher(8)); //10

28. Зв’язні хеш-набори та карти
 LinkedHashSet та LinkedHashMap
– запам’ятовують порядок вставки
елементів, і з цієї точки зору ведуть
себе подібно до двозв’язного списку.

29. Приклад
LinkedHashSet <Integer> lhs = new
LinkedHashSet<Integer>();
lhs.add(15);
lhs.add(50);
lhs.add(30);
lhs.add(40);
lhs.add(60);
System.out.println(lhs); //15 50 30 40 60

30. Перелічувані набори та
карти
 EnumSet та EnumMap
 Ефективні реалізації наборів та карт з
елементами перелічуваного типу.

31. Приклад
public static void main(String[] args) {
EnumSet<Fruit> fs =
EnumSet.noneOf(Fruit.class);
fs.add(Fruit.banana);
fs.add(Fruit.pear);
fs.add(Fruit.ananas);
fs.add(Fruit.feihoa);
for (Fruit s: fs) {
System.out.println(s);
}
}

32. Немодифіковані колекції
ArrayList<Integer> al = new ArrayList<Integer>();
al.add(10);
al.add(20);
al.add(30);
List <Integer> constList =
Collections.unmodifiableList(al);
// constList.set(0,100);
//UnsupportedOperationException
al.set(0,100);
System.out.println(al);

33. Експеримент з
представленнями
ArrayList<Integer> al = new ArrayList<Integer>();
al.add(10); al.add(20); al.add(30);
List<Integer> constLst =
Collections.unmodifiableList(al);
System.out.println( al==constLst ); //false
Class cl = al.getClass();
Field f = cl.getDeclaredField("elementData");
f.setAccessible(true);
f.set(al,new Object[] {100, 200, 300});
System.out.println(constLst); //100 200 300

34. Ініціалізація колекцій
List <String> al =
Arrays.asList("qwerty","baobab","kv
ak");
System.out.println(al);
Утворена колекція має фіксований
розмір, і операція
al.add("shmyak“) призводить до
виключення.

35. Але зміни зачіпають і масив
String[] ar = {"kvak","shmyak","byak"};
List<String> ls = Arrays.asList(ar);
ls.set(0,"qwerty");
System.out.println(Arrays.toString(ar));
//qwerty,shmyak,byak

36. Перетворення колекцій на
масив
ArrayList<Integer> al = new
ArrayList<Integer>();
al.add(10);
al.add(20);
al.add(30);
Integer[] ar =
al.<Integer>toArray(new
Integer[al.size()]);

37. Бітові набори
BitSet bs = new BitSet(8);
bs.set(1);
bs.set(4);
bs.set(5);
bs.clear(4);
System.out.println ( bs.get(0) ); //false
System.out.println(bs); // {1,5}

38. Успадковані колекції
 Vector (динамічний массив), Stack
(стек), Hashtable (асоціативний
масив).
 Взагалі кажучи, не рекомендовані до
вживання. Але вони
синхронізовані, у зв'язку з чим їх
застосування в окремих випадках
може бути виправданим.

39. Сортування
 Метод sort.
 Два способи задання порядку:
- перевизначення методу compareTo
інтерфейсу Comparable;
- перевизначення методу compare
інтерфейсу Comparator.

40. 1-й спосіб
В класі, об'єкти якого сортуються та
який повинен реалізовувати
Comparable:
public int compareTo(MyClass o) {
return this.b-o.b;
}
Власне сортування:
Collections.sort(al);

41. 2-й спосіб - компаратори
Collections.sort(al, new Comparator <MyClass>()
{
public int compare(MyClass o1, MyClass o2) {
return o1.getA()-o2.getA();
}
}
);